Αυτή είναι η απορία που βασάνιζε και ταλαιπωρούσε ανέκαθεν τους ανθρώπους. Έβλεπαν το φαινόμενο, είχαν ήδη αναπτύξει εμπειρικές μεθόδους για να αντιμετωπίζουν το τεράστιο πρόβλημα, γιατί μην ξεχνάμε ότι δεν υπήρχαν πάντα ψυγεία και καταψύξεις στον πλανήτη, αλλά δεν είχαν καμία ιδέα για την αιτία. Τι ήταν αυτό που έκανε τα τρόφιμα να χαλάνε;
Μέχρι τη μέρα που η εξέλιξη των μικροσκοπίων έδωσε την ικανότητα παρατήρησης των μικροβίων και ξεκίνησε να υφίσταται σαν μια διακριτή επιστήμη η Μικροβιολογία Τροφίμων. Μάλιστα, το 1882 ο Koch βρίσκει τρόπο να αναγνωρίσει τα βακτήρια της φυματίωσης και της χολέρας και ακολουθούν άλλοι επιστήμονες που αναγνωρίζουν κάτω από τον φακό του μικροσκοπίου τους υπεύθυνους για την αλλοίωση των τροφίμων.
Ο όρος «μικροσκόπιο» αποδίδεται στον Έλληνα φιλόσοφο και θεολόγο Ιωάννη Δημησιάνο, που γεννήθηκε στην Κεφαλονιά το 1574.
Η μικροβιολογία τροφίμων ξεκίνησε να εξελίσσεται και να επεκτείνεται πλέον σε τομείς όπως η συντήρηση τροφίμων με διάφορες μεθόδους: μαγείρεμα, ξήρανση, αλάτισμα, κάπνισμα, ζύμωση κλπ. και στην συνέχεια η θερμική επεξεργασία. Να σημειώσουμε ότι πριν ο Παστέρ κάνει τα πειράματά του, ήταν διαδεδομένη η πεποίθηση ότι τα μικρόβια γεννιούνται αυθόρμητα μέσα στα τρόφιμα. Με τον καιρό άρχισε να τεκμηριώνεται το γεγονός ότι υπάρχουν ασθένειες που τροφογενείς, προέρχονται δηλαδή από την κατανάλωση αλλοιωμένων τροφίμων και ταυτοποιήθηκαν σε κάθε περίπτωση οι μικροοργανισμοί που προκαλούσαν την κάθε αλλοίωση.
Πάμε να δούμε όμως ποιες είναι οι κατηγορίες των μικροοργανισμών που επηρεάζουν την σύνθεση των τροφίμων. Σημειώνουμε εδώ ότι πολλοί από αυτούς έχουν και ωφέλιμο ρόλο στην επεξεργασία των τροφίμων όπως πχ η μαγιά αρτοποιίας ή τα προβιοτικά βακτήρια, εδώ όμως ασχολούμαστε μόνον με τις ιδιότητες που αφορούν την αλλοίωση των τροφίμων.
- ΒΑΚΤΗΡΙΑ: Απλούστατη μορφή κυττάρων, αναπαράγονται με απλό τρόπο, άρα, γρήγορα και αποτελεσματικά, μερικά από αυτά έχουν ικανότητα κίνησης και ορισμένα παράγουν ενδοσπόρια που είναι ιδιαίτερα ανθεκτικά.
- ΜΥΚΗΤΕΣ: Σύνθετα κύτταρα, που όμως δεν έχουν ικανότητα κίνηση, έχουν όμως μια οργάνωση που τους επιτρέπει να αντιλαμβάνονται τόσο τον αριθμό τους, το πλήθος δηλαδή της ομάδας, όσο και τις δυνατότητές τους αναλόγως της διαθέσιμης τροφής.
- ΖΥΜΕΣ: Σύνθετα κύτταρα, χωρίς ικανότητα κίνησης, περνάνε ορισμένα στάδια της ζωής τους με έναν τρόπο ίδιο με των μυκήτων, γι’ αυτό και ονομάζονται ορισμένα από αυτά ζυμομύκητες.
- ΙΟΙ: Δεν πρόκειται καν για κάτι που έχει κυτταρική οργάνωση, είναι υποχρεωτικά παράσιτα άλλων κυττάρων και ουσιαστικά πρόκειται για μια πληροφορία αναπαραγωγής που προστατεύεται από μια πρωτεΐνη.
Πώς όμως καταλήγουν στα τρόφιμα όλοι αυτοί οι μικροοργανισμοί;
Η απάντηση βρίσκεται αν απαντήσουμε το ποιες είναι οι πηγές των μικροοργανισμών, πού τους συναντάμε στην φύση: στο έδαφος και στο νερό, στον αέρα και στην σκόνη, στο πεπτικό σύστημα των ανθρώπων και των ζώων, στην επιδερμίδα των ανθρώπων και των ζώων και τέλος, στα φυτά.
Στην συνέχεια, από αυτές τις πηγές οι μικροοργανισμοί περνάνε στα τρόφιμα μέσω διαφόρων επιμολύνσεων:
- ΣΚΕΥΗ, ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΚΑΙ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ
- ΠΑΡΑΣΚΕΥΑΣΤΕΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ, δηλαδή το προσωπικό που χειρίζεται το τρόφιμο μέχρι αυτό να φτάσει σε μας.
- ΝΕΡΟ που χρησιμοποιείται τόσο στην βιομηχανία όσο και στην άρδευση (ρυπαντές αλλά και μολυντές).
- ΕΝΤΟΜΑ ΚΑΙ ΤΡΩΚΤΙΚΑ
- ΑΠΟΒΛΗΤΑ ΚΑΙ ΑΣΤΙΚΑ ΛΥΜΑΤΑ
- ΠΡΟΣΘΕΤΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ, δηλαδή καρυκεύματα, σκόνες γάλακτος, σκόνες κακάο, ζελατίνη κλπ. που μπορεί να φέρουν μαζί τους κύτταρα ζυμών, σπόρια βακτηρίων κλπ.
Από τι εξαρτάται όμως η ανάπτυξη ή όχι ενός μικροοργανισμού σε ένα τρόφιμο; Μπορούν δηλαδή να προσβάλλουν όλα ανεξαιρέτως τα τρόφιμα ή υπάρχουν παράμετροι που βοηθούν ή παρεμποδίζουν την ανάπτυξή τους; Στην πραγματικότητα, η δουλειά της μικροβιολογίας τροφίμων είναι να ελέγξει ακριβώς τις παραμέτρους οι οποίες έχουν σημασία για την ανάπτυξη των μ/ο για να εξασφαλίσει το ότι αν βρεθούν μ/ο στο τρόφιμο, αυτοί δεν θα βρουν το κατάλληλο έδαφος για να αναπτυχθούν:
ΜΕΣΑ ΣΤΟ ΤΡΟΦΙΜΟ:
- Θρεπτικά στοιχεία, επάρκεια και διαθεσιμότητά τους
- Διαθεσιμότητα νερού, γνωστή και σαν ενεργότητα νερού
- Οξύτητα
- Διαθεσιμότητα οξυγόνου
- Παρουσία αντιμικροβιακών ουσιών
- Είδος, σχήμα και δομή του τροφίμου (πχ το αυγό προστατεύεται από το κέλυφος)
ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΚΑΙ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ:
- Θερμοκρασία
- Υγρασία
- Σύνθεση των αερίων στο περιβάλλον του τροφίμου
- Παρουσία ή όχι συντηρητικών
Για να γίνουν όμως λίγο ακόμη πιο δύσκολα τα πράγματα θα πρέπει να σημειώσουμε ότι όπως όλοι οι οργανισμοί, έτσι και οι μ/ο έχουν και την δική τους, ας πούμε, προσωπικότητα. Έτσι, ορισμένοι από αυτούς είναι ψυχρόφιλοι, που σημαίνει ότι μπορούν να αναπτύσσονται ακόμη και σε χαμηλές θερμοκρασίες 0-10°C, άλλοι είναι θερμόφιλοι, που με την σειρά του σημαίνει ότι μπορούν να αναπτύσσονται ακόμη και σε θερμοκρασίες 45-80°C, ενώ υπάρχουν μ/ο που μπορούν να αναπτύσσονται σε υψηλές συγκεντρώσεις αλάτων, περίπου 10% (αλλόφιλοι) αλλά και υψηλές συγκεντρώσεις σακχάρων (οσμώφιλοι) που μπορεί να φτάνουν μέχρι και 20%. Επίσης, υπάρχουν μ/ο που έχουν ανάγκη την παρουσία αέρα για να αναπτυχθούν (αερόβιοι), άλλοι που δεν τον έχουν ανάγκη (αναερόβιοι) και άλλοι που μπορούν να προσαρμοστούν είτε στην μια περίπτωση είτε στην άλλη (προαιρετικά αναερόβιοι). Τέλος, ούτε το pH ενός τροφίμου μπορεί να εξασφαλίσει από μόνη της την απουσία μ/ο από την στιγμή που υπάρχουν μ/ο που έχουν αντοχή σε αυτήν (οξεόφιλοι-βασεόφιλοι).
ΒΑΣΙΚΕΣ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΑΛΛΟΙΟΓΟΝΩΝ ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ:
Οξεοπαραγωγά μικρόβια: Αυτά είναι υπεύθυνα για την οξίνιση των τροφίμων. Τα γαλακτικά βακτήρια παράγουν γαλακτικό οξύ, τα οξικά βακτήρια, όπως καταλαβαίνουμε από το όνομά τους, παράγουν οξικό οξύ και ακολουθούν τα προπιονικά και τα βουτυρικά βακτήρια, οι μύκητες κλπ.
Πρωτεολυτικά μικρόβια: Αυτά επιδρούν στις πρωτεΐνες των τροφίμων και έχουν σαν αποτέλεσμα σήψη, ανάπτυξη πολύ δυσάρεστων οσμών, καταστροφή της δομής, αύξηση του pH κλπ.
Λιπολυτικά μικρόβια: Αυτά προκαλούν λιπόλυση, τάγγιση και δημιουργούν δυσάρεστες οσμές
Σακχαρολυτικά μικρόβια: Προκαλούν οξίνιση, καταστροφή υφής, παραγωγή αλκοόλης και διοξειδίου του άνθρακα
Αεριογόνα μικρόβια: Είναι υπεύθυνα για το φούσκωμα που παρατηρείται σε συσκευασμένα τρόφιμα, για το ανεξέλεγκτο σκάσιμο των τυριών αλλά και για δυσάρεστες οσμές
Βακτήρια που προκαλούν αποχρωματισμούς: πχ. πρασίνισμα αλλαντικών
Αυτές είναι λίγο πολύ οι καταστάσεις και οι περιπτώσεις που καλείται να αντιμετωπίσει η μικροβιολογία τροφίμων με διάφορους τρόπους:
- ΣΥΝΤΗΡΗΤΙΚΑ: Που έχουν στόχο να αναστείλουν την ανάπτυξη με βακτηριοστατικά και μυκητοστατικά σκευάσματα ή με σκευάσματα που σκοτώνουν τον μ/ο πχ βακτηριοκτόνα, μυκητοκτόνα κλπ.
- ΜΕ ΠΡΟΣΒΟΛΗ ΤΟΥ DNAτων μ/ο
- ΜΕ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΗ ΤΗΣ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ
- ΜΕ ΠΑΡΕΜΠΟΔΙΣΤΕΣ ΕΝΖΥΜΩΝ
Όπως όλοι ξέρουμε ή τουλάχιστον έχουμε ακούσει, καμία από αυτές τις μεθόδους δεν είναι απολύτως ασφαλής για τον άνθρωπο. Ορισμένες από τις ουσίες που χρησιμοποιούνται για την αντιμετώπιση των μ/ο μπορούν να είναι επικίνδυνες για την υγεία, μπορούν να υποβαθμίσουν το χρώμα, το άρωμα και την γεύση κλπ. Άρα, χρησιμοποιούνται πάντα σε συνδυασμό με άλλες μεθόδους.
Εδώ ορισμένοι ίσως θυμηθούν το ότι αρκετά τρόφιμα περιέχουν φυσικές αντιμικροβιακές ουσίες:
- Φαινόλες και φλαβονοειδή (πικρά και στυφά προϊόντα, καφές, φλοιοί φρούτων και λαχανικών)
- Αιθέρια έλαια
- Φυτικά εκχυλίσματα
- Ένζυμα
Αυτές όμως στις περισσότερες περιπτώσεις έχουν μέτρια δράση, περιορισμένες δυνατότητες ειδικά αν η μικροβιακή μόλυνση ξεκινήσει να αναπτύσσεται και άρα, τις λαμβάνουμε υπόψιν μας και χρησιμοποιούμε τις ιδιότητές τους συνδυαστικά με άλλες αντιμικροβιακές ουσίες ήπιας δράσης.
Χρησιμοποιώντας κατά περίπτωση τις ιδιότητες που έχει κάθε παράγοντας στην ανάπτυξη των μ/ο η βιομηχανία τροφίμων καταφέρνει να φέρει στο πιάτο μας ασφαλή τρόφιμα. Τι εννοούμε: η ελάχιστη θερμοκρασία για την ανάπτυξη ενός μ/ο δεν είναι πάντα η ίδια, αλλά εξαρτάται από παράγοντες όπως η διαθεσιμότητα θρεπτικών συστατικών, η διαθεσιμότητα νερού, το pH και η φυσιολογική κατάσταση των κυττάρων. Για παράδειγμα, αν δεν υπάρχουν διαθέσιμα θρεπτικά συστατικά ο μ/ο δεν θα μπορέσει να αναπτυχθεί στην συνήθη θερμοκρασία που συνήθως αναπτύσσεται.
Έτσι, η ψύξη αρχικώς και η κατάψυξη στην συνέχεια, είναι ένας τρόπος που χρησιμοποιείται κατά κόρον στην βιομηχανία τροφίμων εφ’ όσον εξασφαλίζει σχεδόν αναλλοίωτα και τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά των τροφίμων. Με την κατάψυξη παγώνει ακόμη και το νερό που βρίσκεται μέσα στα κύτταρα των μ/ο και αυτό έχει σαν αποτέλεσμα τον έντονο τραυματισμό και ίσως και τον θάνατο των κυττάρων, σταματάει εντελώς ο μεταβολισμός και μειώνεται το διαθέσιμο νερό. Ανάλογα με την θερμοκρασία αλλά και τον ρυθμό κατάψυξης, πετυχαίνουμε διαφορετικά αποτελέσματα.
Άλλη μέθοδος που όλοι γνωρίζουμε και χρησιμοποιούμε σχεδόν καθημερινά είναι η θέρμανση του τροφίμου. Όταν οι συνθήκες θέρμανσης είναι ελεγχόμενες, τότε μιλάμε για ΠΑΣΤΕΡΙΩΣΗ ή για ΑΠΟΣΤΕΙΡΩΣΗ. Ποιες είναι οι μεταξύ τους διαφορές;
Η ΠΑΣΤΕΡΙΩΣΗ σκοτώνει τα μη παθογόνα βακτήρια, τα ψυχρόφιλα, τα ψυχρότροφα κα τα περισσότερα μεσόφιλα βακτήρια, τις ζύμες, τους μύκητες, τους ιούς αλλά και τυχόν παράσιτα. Υπάρχουν τρία είδη παστερίωσης: η χαμηλή που γίνεται στους 65°C για 20΄, η ταχεία 72°C για 15΄΄ για το γάλα και για 2΄ για αλλαντικά και η υψηλή παστερίωση που γίνεται στους 135°C για 1-15΄΄
Η ΑΠΟΣΤΕΙΡΩΣΗ πρακτικά σκοτώνει όλους ανεξαιρέτως τους μ/ο αλλά και καταστρέφει τα σπόριά τους και χρησιμοποιείται κυρίως σε κονσερβοποιημένα προϊόντα. Αυτά τα προϊόντα θερμαίνονται σε θερμοκρασία 120 °C ή σε εξαιρετικά υψηλή θερμοκρασία (UHT) 140 °C. Το μειονέκτημα της αποστείρωσης είναι ότι η ποιότητα μερικών προϊόντων, όπως το γάλα, επηρεάζεται, και ορισμένες βιταμίνες μπορούν να χαθούν (Β-βιταμίνες και βιταμίνη C).
Να σημειώσουμε εδώ και το ΖΕΜΑΤΙΣΜΑ που γίνεται σε 55-65°C για λίγα λεπτά και έχει σαν σκοπό την αδρανοποίηση των ενζύμων σε λαχανικά πριν την κατάψυξη.
ΑΛΛΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗΣ ΜΙΚΡΟΒΙΑΚΩΝ ΑΛΛΟΙΩΣΕΩΝ:
ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΗΣΗ: Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιείται ιονίζουσα ακτινοβολία ή και τα γνωστά σε όλους μικροκύματα. Η ποσότητα ακτινοβολίας διαφέρει για κάθε τρόφιμο ή κατηγορία τροφίμων.
ΑΦΥΔΑΤΩΣΗ: Η μέθοδος αυτή επιδρά κυρίως στην διαθέσιμη ποσότητα νερού στο τρόφιμο. Μπορεί να γίνει με εναλλάκτες θερμότητας, με εξάτμιση (πχ γάλα εβαπορέ), με εκνέφωση (πχ στιγμιαίος καφές) και με λυοφιλίωση. Η ποσότητα υγρασίας που θα πρέπει να περιέχει ένα αφυδατωμένο τρόφιμο διαφέρει ανά κατηγορία. Η αφυδάτωση, εκτός από την αφαίρεση υγρασίας, δεν καταστρέφει τους μ/ο και δεν αδρανοποιεί τα ένζυμα. Τα αφυδατωμένα προϊόντα είναι ευαίσθητα κατά την αποθήκευσή τους ειδικά αν ο χώρος έχει υψηλή υγρασία και μετά την ενυδάτωσή τους πρέπει να συντηρούνται σε ψύξη γιατί χαλάνε εύκολα.
ΜΕΘΟΔΟΣ ΕΛΑΧΙΣΤΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ: Πρόκειται για προϊόντα που συσκευάζονται σε κενό (πχ. έτοιμα φαγητά, έτοιμες σάλτσες, ψάρια, κρέας, αλλαντικά κλπ.) που διατηρούν την υψηλή θρεπτική αξία τους και που παραμένουν σταθερά σε ό,τι αφορά το μικροβιακό φορτίο και την δράση των ενζύμων για αρκετές εβδομάδες. Με την μέθοδο αυτή το τρόφιμο μαγειρεύεται ή επεξεργάζεται, συσκευάζεται, μπαίνει σε υδατόλουτρο, ψύχεται και διακινείται υπό ψύξη. Εξυπακούεται ότι η πρώτη ύλη πρέπει να είναι άριστης ποιότητας.
ΠΑΣΤΕΡΙΩΣΗ ΜΕ ΥΠΕΡΥΨΗΛΕΣ ΠΙΕΣΕΙΣ: Τα προϊόντα με αυτή την μέθοδο παστεριώνονται σε πολύ υψηλή πίεση, με την βοήθεια εμβόλων που πιέζουν νερό σε ένα κύκλωμα που στο κέντρο του βρίσκεται το προσυσκευασμένο τρόφιμο, συνήθως σε κενό. Έτσι, καταστρέφονται ακαριαία τα κύτταρα των μ/ο και ανεξάρτητα από το σχήμα του τροφίμου, δεν υποβαθμίζεται το τρόφιμο οργανοληπτικά ή θρεπτικά και καταστρέφονται επίσης και τα κύτταρα ή τα σπόρια που τυχόν υπάρχουν στο τρόφιμο.
Βλέποντας όλες αυτές τις πληροφορίες αυτό που διαπιστώνουμε, είναι η μεγάλη ανάγκη του να είναι κανείς προσεκτικός, ειδικά όσοι χειρίζονται τρόφιμα και κυρίως, όσοι χειρίζονται τρόφιμα που στην συνέχεια θα αποθηκευτούν ή θα καταναλωθούν άμεσα από αριθμό ατόμων που υπερβαίνει εκείνον για παράδειγμα μιας οικογένειας.
Δεν μπορεί κανείς να αισθανθεί 100% ασφαλής σε ό,τι αφορά την ασφάλεια ενός τροφίμου. Όλα όσα κάνουμε και όλα τα μέτρα που παίρνουμε έχουν σαν σκοπό όχι την εξάλειψη του προβλήματος των αλλοιώσεων, κάτι τέτοιο είναι πρακτικά αδύνατον, αλλά, του περιορισμού του σε όσο γίνεται μικρότερο ποσοστό και στην μείωση της έντασης των αποτελεσμάτων του.
